西部數據發布新的18TB，20TB EAMR驅動器

本月初，西部數據宣布其16TB和18TB Gold CMR驅動器以及即將推出的20TB Ultrastar SMR驅動器的零售版。這些九盤磁盤是當今廣泛使用的最大的獨立硬盤驅動器。

HAMR不會傷害他們-激光輔助硬盤將在2020年問世

今年早些時候，競爭對手的硬盤廠商希捷曾承諾 在2020年交付18TB和20TB硬盤，但它們尚未在零售渠道中實現。

希捷最大的硬盤(如Western Digital的硬盤)需要一種新技術來克服磁記錄的兩難境地，但是Western Digital的EAMR(能量輔助磁記錄)比Seagate所使用的HAMR(熱輔助磁記錄)異??國情調低得多。這種更為保守的方法可能有助于Western Digital擊敗其競爭對手。

了解磁記錄難題

磁記錄設備上的最大可用數據密度受到三個競爭因素的限制。磁矯頑力(使磁疇退磁所需的磁場強度)必須足夠高，以防止單獨記錄的晶粒相互影響并破壞數據。寫頭的場強必須足夠高以克服介質的矯頑力。最后，由寫頭產生的字段的大小必須足夠小，以免覆蓋相鄰區域。

為了增加固定大小的單個磁盤中存儲的數據量，您必須使用較窄的字段，但這會對潛在的字段強度產生負面影響，這又意味著較小，較弱的字段無法克服足以抵抗單獨記錄的值之間的“串擾”。

有兩種基本方法可以克服上述的“磁記錄難題”：您可以設計一種新的記錄模式來解決這些限制，或者可以采用一些新技術來顯著改變上述三個競爭因素之間的關系。

帶狀磁記錄—一種新的磁寫入模式

SMR記錄利用重疊的條帶鋪設磁道，這是因為可以從比寫入的窄磁道讀取數據。

放大 / SMR記錄利用重疊的條帶鋪設磁道，這是因為可以從比寫入的窄磁道讀取數據。

西部數據

帶狀磁記錄是一種利用以下事實的技術：我們可以可靠地讀取比寫入更窄的軌道中的數據。SMR磁盤將其介質劃分為單獨的區域，在這些區域中，寫入以重疊的“帶狀”磁道放置。

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我們對Western Digital可怕的SMR Red硬盤進行了測試

盡管SMR技術確實可以增加面密度(目前大約增加10-15%)，但它們卻具有明顯的性能和靈活性限制。由于寫入磁道比讀取磁道寬，因此SMR磁盤無法修改區域中的單個扇區-這樣做會擦除與正在修改的扇區相鄰的其他扇區。為了克服此限制，將SMR磁盤劃分為多個區域，大小通常為256MiB。

每個區域與其相鄰區域之間都有足夠的線性距離，以允許按需重寫整個區域，但是必須對區域進行整體重寫。反過來，這意味著單個4KiB扇區重寫可能需要先讀取，然后再重寫整個256MiB區域-最壞情況下的放大損失為13,107,200%。

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買家當心-您一直關注的2TB-6TB“ NAS”驅動器可能是SMR

我們與Western Digital數據中心業務副總裁兼總經理Phil Bullinger討論了Western Digital對SMR的使用。當前，沒有“混合” SMR驅動器-它們是主機管理的或驅動器管理的，兩者都不是。

面向消費者的SMR磁盤(例如，備受爭議的Western Digital Red和希捷，東芝和Western Digital的小型臺式機驅動器)是驅動器管理的SMR。驅動器本身上的固件和處理器管理著對區域的寫入對齊，區域被重寫時的垃圾收集，以及至少試圖使SMR驅動器達到預期的水平以適應典型的用戶工作負載所需的所有其他操作。

相比之下，面向企業的SMR磁盤是由主機管理的。在主機管理的SMR磁盤中，緩存，區域管理以及優化驅動器寫入模式所需的所有其他操作都在主機計算機上進行。這不僅允許更大的緩存，而且還允許在應用程序級別本身的堆棧下方進行數據優化。如果應用程序可以有意地以256MiB的塊形式生成數據，而不是更小的，更多的隨機操作，則其性能將在具有匹配的256MiB區域的驅動器上猛增。

Western Digital的新型16TB和18TB Gold驅動器不使用SMR技術。更大且20TB的Ultrastar兄弟具有而且必須—由主機管理的SMR，可以使其從幾乎完全相似的硬件中獲得11%的額外數據密度。

下一代磁記錄技術：HAMR，MAMR和EAMR

潛在增加存儲密度的另一種方法是通過引入實質上不同的記錄技術來更改“磁記錄難題”的參數。

希捷的HAMR(熱輔助磁記錄)就是這種新記錄技術的一個例子。HAMR使用小型激光精確加熱記錄介質，從而在極小且輪廓分明的區域中暫時降低了矯頑力。暫時降低的矯頑力允許較小(且必定較弱)的場更改該區域，而不會影響周圍的單獨記錄的區域。

在較早的研究中，西部數據偏愛類似的技術-MAMR或微波輔助磁記錄。MAMR使用微波發射器來激發驅動器的一小部分區域，以類似地將矯頑力降低到目標區域，時間足以執行寫操作。

盡管Western Digital仍在繼續研究MAMR技術，但本月新驅動器中使用的技術(EAMR或能源輔助磁記錄)的異國情調卻要少得多。EAMR并沒有通過微波或激光發射來改變介質的磁性，而是通過使用寫頭主極上的偏置電流以及音圈上的電流，更加快速，準確地穩定了寫場。

正如您在上方畫廊的Western Digital圖表中所看到的那樣(Bullinger向我們保證是使用實際數據的實際圖表，而不是理論模型)，對主極進行偏置會導致磁頭的磁頭曲線更加連貫，可預測整個。與沒有主極偏置的情況相比，這可以寫到明顯更小的區域。

新的18TB和20TB驅動器還采用了三級執行器，Bullinger告訴我們這是行業第一。每個階段都是一個單獨的鉸接樞軸點，用于控制驅動器磁頭的位置。第一階段對磁頭位置進行快速，徹底的更改，而其他兩個階段(毫微致動器和微致動器)則進行越來越小的精細更改。三級設計有助于提高驅動器的密度，使其能夠根據需要快速而準確地定位其磁頭。

最后，像所有超大型現代驅動器一樣，Western Digital的EAMR磁盤是完全密封的，內部有氦氣。在給定壓力下，較低的氦氣密度為磁頭和盤片創造了更少的湍流環境，從而實現了更快速，更準確的跟蹤。

產品線和可用性

目前，您不會在任何Gold硬盤的數據表中找到SMR信息。我們打電話給Western Digital代表進行澄清-由于Gold系列中沒有驅動器使用SMR，該公司認為SMR通知不是必需的。(我們強烈建議以后將此信息包含在驅動器的數據表中。)

Western Digital的代表告訴我們，最好將公司的Gold驅動器視為Ultrastar DC系列的子集-所有Gold磁盤在技術上都具有與Ultrastar等效的等同物，但并非所有Ultrastar磁盤都具有Gold等同物。金牌產品線都是企業級驅動器，但是整個產品線始終都是全SATA，全CMR。Ultrastar系列產品中的驅動器可以提供SATA或SAS接口，以及常規或帶狀磁記錄。

新型非SMR 16TB和18TB Western Digital Gold驅動器通常可從Western Digital的 公司商店和當今的標準零售渠道購買。Western Digital告訴我們，由主機管理的SMR 20TB Ultrastar DC HC650 目前正在生產樣品，以供某些客戶選擇，并將在下個季度廣泛提供。